Teledyne Optech Polaris
TitleDer Laserscanner für viele verschiedene Aufgabenbereiche
Teledyne Optechs POLARIS 3D Laserscanner ist die optimale Wahl für große Reichweiten, superschnelle Datenerfassung, hohe Genauigkeit sowie Auflösung. Der Langstrecken-Scanner arbeitet mit dem Impulsverfahren, dieser erlaubt eine schnelle Erfassung von Objekten mit einer großen Reichweite.
TitleDie POLARIS-Reihe: Laserscanner für unterschiedliche Reichweiten und Anwendungen
Die POLARIS-Reihe verfügt über drei Varianten. Diese sind aufeinander aufgebaut, d. h. je höher das Modell, umso mehr Erfassungsraten (Lasertaktfrequenz) für verschiedene Reichweiten besitzt der Scanner.
- Polaris HD ist optimal für Kurzstrecken-Anwendungen bis zu einer Reichweite von 250nbsp;m (500nbsp;kHz).
- Polaris ER verfügt über zwei Erfassungsraten (500 kHz, 200nbsp;kHz) und hat eine Reichweite bis 750nbsp;m.
- Polaris LR ist die höchste Ausbaustufe und der perfekte Scanner für alle Anwendungen. Er verfügt über drei Erfassungsraten (500nbsp;kHz, 200nbsp;kHz, 50nbsp;kHz) und hat eine Reichweite bis 2.000nbsp;m.
TitleAnwendungsbereiche des Teledyne Optech Polaris
Durch die unterschiedlichen Installationsmöglichkeiten und Reichweiten des Polaris ergeben sich in vielen Bereichen neue und interessante Anwendungen. Ob auf einem Stativ, Fahrzeug oder eine andere bewegliche Plattform, der Polaris ist vielseitig einsetzbar.
Zu den Anwendungsbereichen gehören:
- Bergbau
- Denkmalschutz
- Transportwesen
- Bauwesen
- Konstruktion
- Forensik
- Forstwirtschaft
- Forschung
TitlePolaris als Mobile-Mapping-System
Straßenbereiche oder größere Viertel lassen sich durch die schnelle Datenerfassung des Scanners gut aufnehmen. Für die Installation vom Polaris auf einem Fahrzeug wird allerdings zusätzliches Equipment benötigt. Die Scandaten können Grundlage für Gestaltungsmaßnahmen, Verkehrssimulationen, Animationen, 3D-Stadtmodelle usw. sein.
Polaris Stop&Go-Workflow
Der Polaris Stop&Go-Workflow beschleunigt die Datenerfassung in großem Maßstab erheblich. Durch die Montage des Sensors auf einem Fahrzeug und die Fernsteuerung mit dem ATLAScan-Steuermodul kann der Benutzer schnell anhalten, die Messung durchführen und zum nächsten Messbereich weiterfahren. Ganz gleich, ob der Polaris auf einem Stativ steht, auf dem Autodach installiert ist oder bis zu 6 Meter hoch gehoben wird – mit der Stop&Go-Methode können Sie mehrere Messungen in schneller Folge durchführen, um weite Gebiete aus verschiedenen Perspektiven zu erfassen.
TitleDer Teledyne Optech Polaris im Bergbau
Die Erfassung von Bergbaugruben ist durch die hohen Reichweiten des Polaris kein Problem. Die Scandaten dienen zum Beispiel zur Ableitung von Höhenschichten, digitalen Geländemodellen (DGM) und weiterer Planungen in der Grube.
ATLAScan Monitoring-Lösung
Die optionale ATLAScan Monitoring Solution ist eine Komplettlösung für die kontinuierliche Echtzeit-Überwachung von Minen, Erdrutschen, Gletschern und allen anderen kritischen Deformationsflächen. Diese webbasierte Anwendung steuert den Polaris aus der Ferne, plant seinen Dauerbetrieb und verarbeitet und vergleicht die Daten in Echtzeit.
Der Benutzer kann mehrere Änderungsschwellen für die Daten definieren, jede mit ihrer eigenen Alarmstufe, so dass ATLAScan den entsprechenden Alarm auslöst, wenn die Daten eine Schwelle überschreiten.
TitleDer Teledyne Optech Polaris für Film- & Computeranimationen
Der Polaris kann unter anderem dafür verwendet werden, um eine reale Umgebung in die digitale Welt zu bringen. Unter anderem wurden Teile der Stadt Dubrovnik in Kroatien mit dem Teledyne Optech Polaris eingescannt, um eine reale Kulisse für die Erfolgsserie Game of Thrones zu erzeugen.
TitlePolaris im Bauwesen
Unabhängig davon, ob es sich um eine Bestandsaufnahme, eine kontinuierliche Bauwerksüberwachung oder eine Inspektion bestehender Bauwerke handelt, liefert der Polaris Laserscanner hochpräzise georeferenzierte 3D-Daten in einem Paket, das so einfach ist, dass jeder Bediener, unabhängig von seiner Ausbildung oder seinen Fähigkeiten, die Erfassung durchführen kann.
Um Zeit und Geld zu sparen, können Vermesser mit Hilfe leistungsstarker Planungstools die Vermessungsparameter und -positionen festlegen, ohne das Büro zu verlassen, während das Außendienstpersonal die Pläne mit einem einzigen Tastendruck ausführt. Sogar Nivellierung und Positionierung können dank des integrierten Neigungskompensators, des optischen Lots, des Kompasses und der GNSS-Antenne von Polaris völlig selbstständig durchgeführt werden. In Kombination mit der ausgezeichneten Datenerfassungsrate macht es dies den Anwendern leicht, mehrere Erhebungen von verschiedenen Positionen aus durchzuführen, um jeden Winkel komplexer Strukturen zu erfassen.
Trotz dieses einfachen Workflows verfügt der Polaris über die nötige Genauigkeit und Winkelauflösung, um mit der integrierten Kamera eingefärbte Modelle in Ingenieurqualität zu erstellen oder Bewegungen oder Verformungen im Sub-Zentimeter-Bereich in Gebäuden, Brücken und anderen Strukturen zu erkennen.
Dies sind nur einige der möglichen Anwendungen für diesen flexiblen Sensor. Mit einer Reichweite von 1,5 bis 1600 m kann der Polaris sowohl Innenräume im Nahbereich als auch unzugängliche oder gefährliche Ziele im Fernbereich erfassen. Eine offene API ermöglicht es Vermessungsfachleuten, den Polaris individuell anzupassen und ihn mit Sensoren von Drittanbietern zu integrieren, um ihn an die jeweilige Anwendung anzupassen, z. B. Infrarotkameras, Trägheitsnavigationssysteme oder sogar Sonar.
TitleFunktionsweise des 3D Laserscanner Teledyne Optech Polaris
Der Polaris Laserscanner arbeitet mit einem aktiven Sensor, d. h. der Scanner erzeugt eigene Strahlung im Infrarotbereich. Diese Strahlung wird an Objekten reflektiert und vom Scanner wieder aufgenommen und verarbeitet. Durch die Drehung um die eigene Achse wird die gesamte Umgebung erfasst.
TitleWie arbeitet der Polaris?
Als Messverfahren kommt das Impulsverfahren zum Einsatz.
Beim Impulsverfahren werden Lichtimpulse auf einer Trägerwelle aufmodelliert; die Zeit zwischen der Entsendung und dem Empfang vom Gerät wird gemessen. Aus der Laufzeit lässt sich damit die Entfernung zum Scanner ermitteln.
TitleWissenswertes rund um den 3D-Laserscanner
Der Polaris Scanner kann direkt über den Touchscreen bedient werden oder alternativ über einen angeschlossenen Rechner. Die Steuerung über einen Rechner funktioniert nur mit der lizenzierten Software ATLAScan.
TitleIm Büro planen - automatisch im Feld scannen
Vorbereitung im Büro
Mit dem Plan-Modul von ATLAScan kann der Benutzer (in der Regel ein erfahrener Vermessungsingenieur) eine 3D-Scan-Vermessung planen, die ein weniger erfahrener Bediener automatisch im Feld ausführen kann. Anhand einer Hintergrundkarte des Gebiets definiert der Planer die Scanpositionen und Georeferenzierungsziele entweder manuell oder durch Laden einer Liste vorhandener Punkte und legt alle Vermessungsparameter fest, die an jedem Standort verwendet werden sollen (Georeferenzierungsmethode und -ziele, Polaris-Entfernungsmodus, Auflösung, FOV und mehr). Der gesamte Plan wird gespeichert und dann zur Ausführung auf Polaris hochgeladen.
Automatische Ausführung im Feld
Im Feld ist der Arbeitsablauf der Vermessung weitgehend automatisiert. Sobald der Polaris in Position ist, kann der Bediener den Plan ausführen. Der Polaris nutzt die Informationen seiner internen Sensoren (GNSS und Kompass), um den Bediener zu führen und zu unterstützen, indem er die Scanpositionen, Optionen und Parameter für die Vermessung so einstellt, wie sie im Büro geplant wurden, um sicherzustellen, dass die Vermessung ordnungsgemäß durchgeführt wird. Wenn die Umstände vor Ort jedoch eine Änderung des Plans erfordern, kann der Bediener bei Bedarf flexibel von den geplanten Einstellungen abweichen.
TitleVorgang des Scans
Die Umgebung wird 360° horizontal und maximal 120° vertikal erfasst. Der Scanbereich (Field of view = FOV) kann variabel in den horizontalen und vertikalen Sichtfeld angepasst werden, oder alternativ objektspezifisch.
Falls mehrere Scanpositionen notwendig sind, gibt es zwei Möglichkeiten der Registrierung:
- Zielmarkenbasierte Registrierung, d. h. für die Ausrichtung der Scans verwendet die Software ATLAScan Zielmarken als Verknüpfungspunkte zwischen den Scans. Der Polaris kann die Zielmarken automatisch erkennen.
- ICP (Iterative Closest Point) Registration ist eine Registrierung ohne Zielmarken und benötigt einen hohen Überlappungsbereich zwischen den Scans.
Die Auswertung der Scandaten erfolgt ausschließlich über die Software ATLAScan.
Laser | |
|---|---|
| Messprinzip | Impulslaufzeit |
| Wellenlänge | 1550 nm |
| Laserklasse | 1 |
| Auflösung des Messbereichs | 2 nm |
| Intensität | 12 Bits |
| Minimale Reichweite | 1,5 m |
Scanning-Eigenschaften | |
|---|---|
| Max. vertikales/horizontales Sichtfeld | 120° (-45° bis +75°)/360° |
| Min. Winkelschrittweite horizontal | 0,0017° |
| Min. Winkelschrittweite vertikale | 0,0007° |
Leistung | |
|---|---|
| Batterie | Intern oder extern |
| Batterielaufzeit | 2,5 Std. |
| Netzeingangsspannung | 9-32 VDC |
| Stromverbrauch | 60 W |
Technische Merkmale | |
|---|---|
| Höhe | 323 mm |
| Breite (Durchmesser) | 217 mm |
| Gesamtgewicht | 11,2 kg |
Scanning-Auflösung | |
|---|---|
| Winkelauflösung | 12 μrad |
| Max. Dichte (Punktabstand) | 3 mm auf 100 m |
Betriebseigenschaften | |
|---|---|
| Betriebstemperatur | mind. -20 °C |
| Betriebstemperatur | max. 50 °C |
| Luftfeuchtigkeit | 95 % |
| Integriertes Bedienfeld | Ja |
| Schutzklasse | IP64 |
Genauigkeit | |
|---|---|
| Genauigkeit der Reichweite (1 Sigma) | 5 mm auf 100 m |
| Genauigkeit der Einzelaufnahme | 4 mm auf 100 m |
Peripherie | |
|---|---|
| Interne Kamera | Ja |
| Exportformate der internen Kamerabilder | JPEG |
| Externe Kamera | Ja (optional) |
| Exportformate der externen Kamerabilder | JPEG, NEF |
| Benutzeroberfläche | Integrierter Touchscreen, Tablet, PC |
| Zusätzliche Sensoren | Neigungssensor, L1 GNSS, Kompass |
| Registrierungsverfahren | L1 GNSS, Rückwärtsschnitt, Target |
TitleÜber ATLAScan
Polaris ATLAScan ist eine umfangreiche Software für die Auswertung von Scandaten im 3D-Laserscanning-Bereich. ATLAScan kann mehr als nur sehr gut Scandaten ausrichten und Punktwolken georeferenzieren. Gebündelt in einer Softwarelösung können Anwender Punktwolken direkt weiterverarbeiten und zu 3D-Meshes und DGM's auswerten. Unter anderem stehen dem Anwender starke Werkzeuge für Tunnelbau, Punktwolkensegmentierung und Überwachung (Monitoring) zur Verfügung.
Ergebnisse können in die gängigsten Formate für Punktwolken, Meshes und CAD-Objekte exportiert werden.
ATLAScan Software-Pakete:
- Works – Basis Paket bei jedem Polaris Scanner. Enthält Projekt Planung, Remote Control, Punktwolkenprozessierung, Georeferenzierung und Messwerkzeug
- WorksPro – Erweitert die Auswertungsmöglichkeiten von Works und enthält Meshing und 3D Modellierung
- Photo – Erweiterung zu WorksPro. Verwendung von Bildern in Verbindung mit der Punktwolken
- Mobile – Unterstützt die Benutzung vom Polaris als Mobilesystem in Verbindung mit GNNS/INS System.
TitleSoftware-Kompatibilität
ATLAScan kann mehrere verschiedene Formate einlesen und gebündelt in einem Projekt verarbeiten.
Format Punktwolke | Format Mesh-Modell |
|---|---|
*.pts | *.3ds |
*.las | *.txt |
*.txt | *.dae |
*.E57 | *.obj |
*.csv | *.dxf |
*.asc | *.ply |
*.scan | *.ifc |
*.ply | *.stl |
| *.wrl |
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